淺析泥石流發生機理及防災措施

【摘 要】泥石流是指在山區或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區，因為暴雨暴雪或其他自然災害引發的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質容量大和破壞力強等特點。發生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮等，造成巨大損失。所以了解泥石流的發生機理、監測預報以及救援等問題才能最大程度減小災害帶來的損失。

【關鍵詞】泥石流；發生機理；危險性；檢測預報；防災減災；應急救援

泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質山體經飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大。典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當的地形條件下，大量的水體浸透流水，山坡或溝床中的固體堆積物質，使其穩定性降低，飽含水分的固體堆積物質在自身重力作用下發生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質現象。泥石流爆發突然、來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊。因其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。

1 發生機理

泥石流是含有大量泥沙和石塊突然爆發的一種流體，歷時短，破壞力大，成因復雜，泥石流坍塌量與降雨量、降雨強度、集水范圍、山坡坡度和坡向、植被、巖石種類和風化程度、山坡土層厚度等諸多因子密切相關，而且各因子之間也相互影響和制約。本文對泥石流坍塌量與降雨量、集水區面積、山坡坡度、巖石種類和土層厚度等主要因子作初步分析。

1.1 泥石流與降雨量

泥石流坍塌與降雨量的大小有關，經計算分析，泥石流崩塌量與降雨量成對數關系，其公式為：

y=24769Ln（x）－99408（1）

1.2 泥石流與集水面積

泥石流坍塌量與集水面積的關系，泥石流坍塌量與集水面積成對數關系，其公式為：

y=5016.3Ln（x）＋16253（2）

1.3 泥石流與山坡坡度

泥石流坍塌量與山坡坡度成指數關系，其公式為：y=0.0005x4.8018

1.4 泥石流與山坡土層厚度

土石山區泥石流坍塌量與發生泥石流坡面的土層厚度有關。

山體為片麻巖、砂礫巖，覆蓋厚度0.3～0.7m時，泥石流坍塌體主要是白云巖和石灰巖；當覆蓋厚度1～2m時，坍塌體主要是白云巖、砂礫巖和片麻巖；當覆蓋厚度大于2m時，主要是頁巖容易發生泥石流。在降雨相同的情況下，隨著坡面土層厚度的變化，泥石流坍塌量在不斷的加大。

1.5 泥石流與巖石種類

巖性不同，在同樣的暴雨激發下形成的泥石流坍塌量差異甚大。

2 危險性

泥石流常常具有暴發突然、來勢兇猛、迅速之特點。并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用，其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。它對人類的危害具體表現在四個方面。

2.1 對居民點的危害

泥石流最常見的危害之一，是沖進鄉村、城鎮，摧毀房屋、工廠、企事業單位及其他場所設施。淹沒人畜、毀壞土地，甚至造成村毀人亡的災難。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋區南拱泥石流，使新章金、老章金兩村被毀，97人喪生，經濟損失近百萬元。還有2010年8月7日至8日，甘肅省舟曲爆發特大泥石流，造成1270人遇難474人失蹤，舟曲5公里長、500米寬區域被夷為平地。

2.2 對公路和鐵路的危害

泥石流可直接埋沒車站，鐵路、公路，摧毀路基、橋涵等設施，致使交通中斷，還可引起正在運行的火車、汽車顛覆，造成重大的人身傷亡事故。有時泥石流匯入河道，引起河道大幅度變遷，間接毀壞公路、鐵路及其它構筑物，甚至迫使道路改線，造成巨大的經濟損失。如甘川公路394公里處對岸的石門溝，1978年7月暴發泥石流，堵塞白龍江，公路因此被淹1公里，白龍江改道使長約兩公里的路基變成了主河道，公路、護岸及渡槽全部被毀。該段線路自1962年以來，由于受對岸泥石流的影響己3次被迫改線。建國以來，泥石流給我國鐵路和公路造成了無法估計的巨大損失。

2.3 對水利水電工程的危害

主要是沖毀水電站、引水渠道及過溝建筑物，淤埋水電站尾水渠，并淤積水庫、磨蝕壩面等。

2.4 對礦山的危害

主要是摧毀礦山及其設施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產，甚至使礦山報廢。[4]

3 檢測預報

泥石流的預測預報工作很重要，這是防災和減災的重要步驟和措施。目前我國對泥石流的預測預報研究常采取以下方法：

（1）在典型的泥石流溝進行定點觀測研究，力求解決泥石流的形成與運動參數問題。如對云南省東川市小江流域蔣家溝、大橋溝等泥石流的觀測試驗研究；對四川省漢源縣沙河泥石流的觀測研究等。

（2）調查潛在泥石流溝的有關參數和特征。

（3）加強水文、氣象的預報工作，特別是對小范圍的局部暴雨的預報。因為暴雨是形成泥石流的激發因素。比如、當月降雨量超過350毫米時，日降雨量超過150毫米時，就應發出泥石流警報。

（4）建立泥石流技術檔案，特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災害情況及整治措施等資料應逐個詳細記錄。并解決信息接收和傳遞等問題。

（5）劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區。

（6）開展泥石流防災警報器的研究及室內泥石流模型試驗研究。

4 防災減災

4.1 跨越工程

修建橋梁、涵洞，從泥石流溝的上方跨越通過，讓泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。這是鐵道和公路交通部門為了保障交通安全常用的措施。

4.2 穿過工程

修隧道、明硐或渡槽，從泥石流的下方通過，而讓泥石流從其上方排泄。這也是鐵路和公路通過泥石流地區的又一主要工程形式。

4.3 防護工程

對泥石流地區的橋梁、隧道、路基及泥石流集中的山區變遷型河流的沿河線路或其它主要工程措施，作一定的防護建筑物，用以抵御或消除泥石流對主體建筑物

的沖刷、沖擊、側蝕和淤埋等的危害。防護工程主要有：護坡、擋墻、順壩和丁壩等。

4.4 排導工程

其作用是改善泥石流流勢，增大橋梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按設計意圖順利排泄。排導工程，包括導流堤、急流槽、束流堤等。

4.5 欄擋工程

用以控制泥石流的固體物質和暴雨、洪水徑流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以減少泥石流對下游建筑工程的沖刷、撞擊和淤埋等危害的工程措施。攔擋措施有：欄渣壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等。

參考文獻

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[6]《工程地質手冊》編委會.工程地質手冊（第四版）中國建筑工業出版社：2007，2

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